基于分数阶微积分的油气悬架建模与试验分析

摘要：

根据油气悬架的多相介质力学特点，引入了分数阶微积分理论，在油气悬架运动微分方程基础上建立其分数阶 Bagley-Torvik 方程。设计 Oustaloup 算法低通滤波器进行运算，求得非线性分数阶微分方程数值解。将微分方程中最优阶次的选取转化为单变量最优问题，确立位移差方均值为评价目标进行求解。搭建等比例试验台和建立仿真模型，进行理论、试验、整数阶仿真数据的对比。改变激励频率和振幅观察最优阶次变化及误差变化趋势。结果表明试验油气悬架在激励频率1 Hz，振幅5 mm 下分数阶次取0．912时能更好地反映油气悬架运动特性。最优分数阶次随着激励幅值和频率的增加而减小并最终趋于稳定，在高频振动下分数阶次趋于0．9，在高幅振动下分数阶次为0．86。在多个频率及振幅激励的试验条件下，分数阶结果误差都要小于整数阶结果，论证了分数阶微积分在油气悬架建模上的有效性。

关键词：车辆、油气悬架、分数阶、数学模型、阻尼

分类号：U463.33;O175.3(汽车工程)

资助基金：国家高技术研究发展计划2011AA060404

在线出版日期：2014-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：167-172,190